JP2008309111A - 可変ノズル機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングを貫通する回動軸とこれを回動可能に支持するブッシュとを備え、前記回動軸周りの隙間をシールする構成において、前記回動軸および前記ブッシュの径を保持しつつ、前記隙間を好適にシールすることのできる可変ノズル機構を提供する。
【解決手段】センタハウジング２０を貫通するように設けられている回動軸４１とブッシュ５０とを備えている可変ノズル機構において、ブッシュ５０の軸方向の端部においてハウジング２０の表面（対向部２０ａ）よりも突出した突出部５０ａと、回動軸４１の軸方向の端部においてブッシュの突出部５０ａよりも延長された延長部である小径部４１ｂと、小径部４１ｂの全周を囲むように当接された基端から回動軸４１の径方向に延びてブッシュ５０の外周に沿うように屈曲したカラー５２と、ブッシュ５０の外周面に形成された環状溝５１にシールリング５３とを備える。
【選択図】図３

Description

この発明はエンジンのターボチャージャにおける可変ノズル機構に関する。

空気を圧縮してエンジンに吸入させる方法として、エンジンの排気エネルギを利用して排気タービンを作動させ、吸気圧縮機を駆動するターボチャージャが知られている。このようなターボチャージャでは、その過給圧を好適にコントロールするための機構として可変ノズル機構が採用されている。この可変ノズル機構では、排気タービンのノズル部に可動式のノズルベーンを設置し、エンジン状態に応じて上記ノズルベーンを回動軸により回動させることで開口面積を調整する。しかし、上記可変ノズル機構では回動軸とこれを回動可能に支持するハウジングとの間にその構造上隙間があるため、タービンハウジング内の排気がこの隙間を通じて外部に漏れる可能性がある。排気は大気汚染の原因となるだけでなく、同排気に含まれるススや未燃焼のガスが可変ノズル機構等の駆動部に堆積し固着することで操作性低下の原因ともなり得るため、かかる排気漏れを防止する必要がある。そのため、従来、特許文献１に示されたように、上記隙間にシールリングを設ける構成が提案されている。
特開２００３−１７２１４５号公報

ところで、一般にターボチャージャではハウジングとの間に、ブッシュを設け回動軸を支持する構成が採用される。
ここで、排気漏れを防ぐためのシールリングを回動軸とブッシュとの間に装着する際には、同シールリングを拡径して嵌め込む必要がある。しかし拡径により高い応力が作用すると、同シールリングが塑性変形を起こし、その弾性力が失われてシール性能が低下する可能性がある。このような応力を低下させる方法として、シールリングの径方向の厚さを薄くすることが考えられるが、シール性能が低下する問題がある。

そこで、前記シールリングの径方向の厚さは保持しつつ、前記シールリングの径を大きく設定することで過大な変形を抑制して同シールリングに作用する応力を低下させることが考えられる。しかし、前記回動軸と前記ブッシュとの間にシールリングを配置する場合、同シールリングの径を大きく設定するためには前記回動軸および前記ブッシュの径を大きく設定する必要があるが、可変ノズル機構の設計上、これらの寸法を所定の大きさ以上にすることは困難である。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングを貫通するように設けられている回動軸とこれを回動可能に支持するブッシュとを備え、前記回動軸周りの隙間をシールする構成において、前記回動軸および前記ブッシュの径を保持しつつ、前記隙間を好適にシールすることのできる可変ノズル機構を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、ハウジングを貫通するように設けられている回動軸と、前記ハウジングに設けられて前記回動軸を回動可能に支持するブッシュと、前記回動軸の回動に基づいて通路の開口面積を調整する可変ノズルベーンとを備えている可変ノズル機構において、前記ブッシュの軸方向の端部において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記カラー内周面と前記ブッシュ外周面との間に配置されたシールリングとを備えていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記ブッシュの軸方向において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記カラーの内周面と前記ブッシュの外周面との間に配置されたシールリングとを備えているため、前記回動軸周りの隙間を前記シールリングにより埋めることができ、排気の漏出を抑制することができる。

また、前記シールリングは、前記カラー内周面と前記ブッシュ外周面との間に配置されているため、前記回動軸と前記ブッシュとの間に配置する場合と比較して、同シールリングの径を大きく設定することができる。このため、前記回動軸および前記ブッシュの径を保持しつつシールリングの径を大きく設定することができるため、シールリングの過大な変形を抑制して同シールリングに作用する応力を低下させることができる。したがって、同シールリングの塑性変形によるシール機能の低下を抑制させることができ、ひいては前記隙間を好適にシールすることができる。なお、ハウジングは、ターボチャージャのタービンハウジング、センタハウジング、ノズルバックプレート等を含むものとする。

請求項２に記載の発明は、ハウジングを貫通するように設けられている回動軸と、前記ハウジングに設けられて前記回動軸を回動可能に支持するブッシュと、前記回動軸の回動に基づいて通路の開口面積を調整する可変ノズルベーンとを備えている可変ノズル機構において、前記ブッシュの軸方向の端部において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記屈曲したカラーの先端面と前記ハウジング表面との間に配置されてそれら両面を押圧するメカニカルシールとを備えていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記ブッシュの軸方向の端部において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記屈曲したカラーの先端面と前記ハウジング表面との間に配置されてそれら両面を押圧するメカニカルシールとを備えているため、前記メカニカルシールの作用により、前記カラーと前記ハウジング表面との間がシールされる。

また、前記カラーの基端は前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接され、先端は前記メカニカルシールによってシールされているため、前記回動軸周りの隙間を前記カラーと前記回動軸と前記ハウジングとの構造によりシールさせることができる。したがって、前記回動軸および前記ブッシュの径を保持しつつ、前記隙間から排気が漏出することを抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、ハウジングを貫通するように設けられている回動軸と、前記ハウジングに設けられて前記回動軸を回動可能に支持するブッシュと、前記回動軸の回動に基づいて通路の開口面積を調整する可変ノズルベーンとを備えている可変ノズル機構において、前記ブッシュの軸方向の端部において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記ハウジングにおいて前記屈曲したカラーの先端面と同カラーの外周面とに所定のクリアランスを設けて対向する対向部とを備えていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記ブッシュの軸方向の端部において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記ハウジングにおいて前記屈曲したカラーの先端面と同カラーの外周面とに所定のクリアランスを設けて対向する対向部とを備えているため、前記ブッシュと前記カラーと前記ハウジングとによりラビリンス構造を形成することができる。したがって、前記回動軸および前記ブッシュの外径を保持しつつ、前記回動軸周りの隙間から排気が漏出することを抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の可変ノズル機構において、前記ハウジングは、前記屈曲したカラーの先端面と同カラーの外周面とに所定のクリアランスを設けて対向する対向部を有することを要旨とする。

上記の構成によれば、前記ハウジングは、前記屈曲したカラーの先端面と同カラーの外周面とに所定のクリアランスを設けて対向する対向部を有するため、前記ブッシュと前記カラーと前記ハウジングとによりラビリンス構造を形成させることができる。したがって、前記隙間からの排気漏出の抑制効果を向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変ノズル機構において、前記カラーは、前記ハウジングの前記可変ノズルベーン側の表面から突出した前記ブッシュの突出部に沿うように設けられていることを要旨とする。

前記ハウジングを境界とする一方の空間と他方の空間との圧力を比較すると、可変ノズルベーンが配置されている一方の空間は排気圧によって他方の空間よりも高圧になっている。上記の構成によれば、前記カラーは前記ハウジングの前記可変ノズルベーン側の表面から突出した前記ブッシュの突出部に沿うように設けられているため、前記カラーは前記排気圧により前記ブッシュの突出部に押さえ付けられる。したがって、前記カラーにより隙間が狭められるため、同隙間からの排気漏出の抑制効果を向上させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の可変ノズル機構において、前記回動軸の一端は、前記ハウジングの外部から前記回動軸を駆動する駆動アームに連結されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記回動軸の一端は、前記ハウジングの外部から前記回動軸を駆動する駆動アームに連結されている可変ノズル機構において、前記回動軸および前記ブッシュの径を保持しつつ、前記隙間からハウジングの外部へ排気が漏出することを抑制することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる可変ノズル機構を可変容量型ターボチャージャに適用した第１の実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。

図１は、この可変容量型ターボチャージャの断面構造を示したものである。
同図１に示すように、このターボチャージャは中央にセンタハウジング２０を備えるとともに、センタハウジング２０の一端側には、渦巻き状に延びる形状でタービンハウジング２２が取り付けられている。このタービンハウジング２２内には、同ハウジング２２と同じく渦巻き状に延びるスクロール通路１１が設けられている。このスクロール通路１１には、エンジンの燃焼室から排気通路（図示略）を介して排気が送り込まれる。また、タービンハウジング２２においてセンタハウジング２０と反対側に位置する部分には排気排出口１０が設けられている。この排気排出口１０を通じて、排気が排気浄化装置（図示略）へ送り出される。

一方、センタハウジング２０の他端側には、渦巻き状に延びる形状でコンプレッサハウジング２３が取り付けられている。このコンプレッサハウジング２３内には、同ハウジング２３と同じく渦巻き状に延びるコンプレッサ通路１４が設けられている。また、コンプレッサハウジング２３において、センタハウジング２０と反対側に位置する部分には、外気が導入される吸気取入口１３が設けられている。

センタハウジング２０の中心軸部分には、可変ノズルターボチャージャ１のロータシャフト２が回転可能に支持されている。ロータシャフト２の各端部にはタービンホイール３、コンプレッサホイール４がそれぞれ取り付けられている。タービンホイール３，コンプレッサホイール４は、上記タービンハウジング２２，コンプレッサハウジング２３にそれぞれ納められている。

ここで、スクロール通路１１を通じて導入された排気はタービンホイール３を回転させ、排気排出口１０から排出される。このタービンホイール３の回転に基づきロータシャフト２が軸線Ｌを中心に回転すると、これと連動してコンプレッサホイール４が回転する。その結果、空気が吸気取入口１３、コンプレッサ通路１４を介して燃焼室（図示略）へ強制的に送り込まれるようになる。

次に、センタハウジング２０とタービンハウジング２２とに渡って設けられて、排気の流速を調整する可変ノズル機構３０について説明する。
同可変ノズル機構３０においては、スクロール通路１１を通過した排気の流路に複数の可変ノズルベーン１２が設けられているとともに、このノズルベーン１２間の排気通路の開口面積が調整されることで排気の流速が調整される。

ノズルベーン１２には、同ノズルベーン１２と一体に回動可能な回動軸３１が取り付けられている。この回動軸３１は、センタハウジング２０に装着された環状のノズルバックプレート２１を貫通し、回動可能に支持されている。また、ノズルベーン１２が連結された側とは反対側の回動軸３１の端部には、同回動軸３１と直交する方向に延びる開閉レバー３２が連結されている。そして、ノズルバックプレート２１と対向するように環状のリングプレート２４が設けられている。なお、本実施形態において、可変ノズルターボチャージャ１のセンタハウジング２０、ノズルバックプレート２１、タービンハウジング２２、及びコンプレッサハウジング２３がハウジングに相当する。

図２に可変ノズル機構３０の正面図を示すように、上記回動軸３１及び開閉レバー３２は、ノズルバックプレート２１の円心を中心として、同プレート２１の周方向に等間隔で複数設けられる。

より詳細には、ノズルバックプレート２１には、支持プレート２５が等間隔で固定されている。開閉レバー３２は、支持プレート２５を介してノズルバックプレート２１に取り付けられるとともに、回動軸３１を中心として回動可能に支持されている。開閉レバー３２において回動軸３１とは反対側の端部は、環状のリングプレート２４に形成された凹部である挟持部２４ａで挟持されている。このリングプレート２４は、その円心を中心に周方向に回動可能にローラー２６で支持されている。

また、リングプレート２４には、駆動レバー４２を挟持するための凹部である挟持部２４ｂが１個所に形成されている。また、図１に併せて示すように、この駆動レバー４２は、回動軸４１の一端に直交するように連結されており、同回動軸４１の他端には、接続部材４０ａを有する駆動アーム４０が連結されている。駆動アーム４０（接続部材４０ａ）は、アクチュエータにより回動軸４１を中心に回動するように駆動される。なお、この回動軸４１は、センタハウジング２０を貫通して回動可能に支持されているとともに、駆動アーム４０は、同センタハウジング２０の外部から回動軸４１を駆動する。

そして、駆動アーム４０により回動軸４１が回動させられると、これと一体となって駆動レバー４２が回動する。すると、この駆動レバー４２が、挟持部２４ｂの内壁面を回動方向に押し、これと同期してリングプレート２４が軸線Ｌを中心に周方向に回動する。その結果、このリングプレート２４の回動の作用により各開閉レバー３２が回動軸３１を中心として回動することとなり、同回動軸３１に連結している上記ノズルベーン１２が回動する。それらノズルベーン１２の回動により、隣接するノズルベーン１２間の隙間の大きさ、すなわち排気通路の開口面積が変化する。このようにノズルベーン１２によって排気通路の開口面積が調整されることでタービンホイール３へ吹き付けられる排気の流速が調整される。タービンホイール３へ吹き付けられる排気の流速を調整することにより、タービンホイール３、ロータシャフト２およびコンプレッサホイール４の回転速度が適宜に調節され、ひいては燃焼室へ強制的に送り込まれる空気の量が調整される。こうした燃焼室への吸入空気量の調整を行うことにより、エンジンの運転状況に応じた燃焼効率の適正化を図ることができるようになる。

次に、センタハウジング２０を貫通する回動軸４１、及びノズルバックプレート２１を貫通する回動軸３１の構造についてそれぞれ詳細に説明する。
図３は、センタハウジング２０を貫通する回動軸４１周辺の部分拡大図である。なお、前述のとおり、回動軸４１の一端に連結されている駆動アーム４０（接続部材４０ａ）がアクチュエータにより回動軸４１を中心として回動する。この回動より回動軸４１は軸線Ｌ２を中心として回動し、同回動に伴って駆動レバー４２が回動する。

センタハウジング２０には、回動軸４１を回動可能に支持するブッシュ５０が設けられている。このブッシュ５０は、センタハウジング２０の表面よりも軸線Ｌ２方向に突出した突出部５０ａを有するとともに、この突出部５０ａには、シールリング５３を配置するための環状溝５１が形成されている。ここで、センタハウジング２０の表面とは、センタハウジング２０に凹凸が形成されている場合にはそれら凹凸の表面をいうものとする。

回動軸４１は、大径部４１ａと小径部４１ｂとを備えている。小径部４１ｂは、回動軸４１の軸線Ｌ２方向の端部において、ブッシュ５０の突出部５０ａよりも延長された延長部である。小径部４１ｂには駆動レバー４２が連結されている。そして、小径部４１ｂにおいて、駆動レバー４２と大径部４１ａ端面との間には、回動軸４１（小径部４１ｂ）の全周を囲むようにカラー５２の基端が当接されている。カラー５２は、回動軸４１とブッシュ５０との間の隙間を塞ぐように回動軸４１の径方向に延び、ブッシュ５０の突出部５０ａ外周に沿うように屈曲している。

また、センタハウジング２０には、屈曲したカラー５２の先端面５２ａと外周面５２ｂとにそれぞれ所定のクリアランスを設けて対向する対向部２０ａと対向部２０ｂとが形成されている。これにより、ブッシュ５０とカラー５２とセンタハウジング２０とでラビリンス構造が形成されている。ここで、所定のクリアランスは、該クリアランスを介して排気が漏洩することを抑制できるように実験等により決定される。なお、対向部２０ａの表面が上記センタハウジング２０の表面に相当する。

ブッシュ５０に設けられた環状溝５１には、環状のシールリング５３が嵌合される。このシールリング５３は排気の熱による変形防止効果の高い金属で形成されている。なお、シールリング５３は合口のある略Ｃ型形状であっても、円環状のＯ型形状であってもよい。また、排気熱の影響が低い場合には金属以外のゴム等の弾性部材を設けてもよい。

図４は、ノズルバックプレート２１を貫通する回動軸３１周辺の部分拡大図である。なお、回動軸３１の一端にはノズルベーン１２が連結されているとともに、軸線Ｌ３を中心とした回動軸３１の回動に伴ってノズルベーン１２が回動する。

ノズルバックプレート２１には、回動軸３１を回動可能に支持するブッシュ６０が設けられている。このブッシュ６０は、ノズルバックプレート２１の表面よりも軸線Ｌ３方向に突出した突出部６０ａを有している。ここで、ノズルバックプレート２１の表面とは、ノズルバックプレート２１に凹凸が形成されている場合にはそれら凹凸の表面をいうものとする。

回動軸３１は、大径部３１ａと小径部３１ｂとを備えている。小径部３１ｂは、回動軸３１の軸線Ｌ３方向端部において、ブッシュ６０の突出部６０ａよりも延長された延長部である。小径部３１ｂにはノズルベーン１２が連結されている。そして、小径部３１ｂにおいて、ノズルベーン１２と大径部３１ａ端面との間には、回動軸３１（小径部３１ｂ）の全周を囲うようにカラー６２の基端が当接されている。カラー６２は、回動軸３１とブッシュ６０との間の隙間を塞ぐように回動軸３１の径方向に延び、ブッシュ６０の突出部６０ａ外周に沿うように屈曲している。

また、ノズルバックプレート２１には、屈曲したカラー６２の先端面６２ａと外周面６２ｂとにそれぞれ所定のクリアランスを設けて対向する対向部２１ａと対向部２１ｂとが形成されている。これにより、ブッシュ６０とカラー６２とノズルバックプレート２１とでラビリンス構造が形成されている。ここで、所定のクリアランスは、該クリアランスを介して排気が漏洩することを抑制できるように実験等により決定される。なお、対向部２１ａの表面が上記ノズルバックプレート２１の表面に相当する。

以上説明した第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）ブッシュ５０において突出部５０ａと、回動軸４１において延長部である小径部４１ｂと、回動軸４１の小径部４１ｂの全周を囲むように当接された基端から回動軸４１の径方向に延びてブッシュ５０の外周に沿うように屈曲したカラー５２と、ブッシュ５０の外周面に形成された環状溝５１に嵌合されたシールリング５３とを備えているため、回動軸４１周りの隙間をシールリング５３によって埋めることができ、排気の漏出を抑制することができるようになる。

（２）ブッシュ５０において突出部５０ａと、回動軸４１において延長部である小径部４１ｂと、カラー５２と、センタハウジング２０において屈曲したカラー５２の先端面５２ａと外周面５２ｂとにそれぞれ所定のクリアランスを設けて対向する対向部２０ａと対向部２０ｂとを備えているため、ブッシュ５０とカラー５２とセンタハウジング２０とでラビリンス構造が形成されている。また、ブッシュ６０において突出部６０ａと、回動軸３１において延長部である小径部３１ｂと、カラー６２と、ノズルバックプレート２１において屈曲したカラー６２の先端面６２ａと外周面６２ｂとにそれぞれ所定のクリアランスを設けて対向する対向部２１ａと対向部２１ｂとを備えているため、ブッシュ６０とカラー６２とノズルバックプレート２１とでラビリンス構造が形成されている。したがって、両ラビリンス構造により、回動軸４１，３１周りの隙間から排気の漏出を抑制することができるようになる。なお、回動軸４１周りの隙間からの排気の漏出抑制に対しては、上記（１）に記載したようにシールリング５３による排気の漏出抑制効果と併せて上記ラビリンス構造によってさらに効果を向上させることができる。

（３）ブッシュ５０の外周面に設けられた環状溝５１、すなわちブッシュ５０の外周面とカラー５２の内周面との間にシールリング５３が配置されているため、回動軸４１とブッシュ５０との間に配置する場合と比較して、シールリング５３の径を大きく設定することができる。そのため、シールリングの過大な変形を抑制して同シールリングに作用する応力を低下させることができる。したがって、同シールリングの塑性変形によるシール機能の低下を抑制させることができ、ひいては回動軸４１とブッシュ５０との間の隙間を好適にシールすることができるようになる。

（４）図３および図４のいずれの構成であっても、回動軸とブッシュとの間にシールリングを配置する構成と比較して回動軸およびブッシュの径を拡大することなく、排気の漏洩を抑制することができるようになる。

（５）カラー５２は、センタハウジング２０のノズルベーン１２側となる駆動レバー４２側の表面から突出したブッシュ５０の突出部５０ａに沿うように設けられている。また、図４においても同様に、カラー６２は、ノズルバックプレート２１のノズルベーン１２側の表面から突出したブッシュ６０の突出部６０ａに沿うように設けられている。ここで、ハウジングであるセンタハウジング２０またはノズルバックプレート２１を境界とする一方の空間と他方の空間との圧力を比較すると、ノズルベーン１２が配置されている一方の空間は排気の圧力によって他方の空間よりも高圧になっている。したがって、図３、図４のいずれの構成であっても、前記排気圧によりカラー５２、６２はブッシュの突出部５０ａ、６０ａに押さえ付けられる。したがって、カラー５２、６２とブッシュ５０、６０と回動軸４１、３１との間の隙間が狭められるため、同隙間からの排気の漏出を更に抑制することができるようになる。

（６）回動軸４１の一端は、センタハウジング２０の外部から回動軸４１を駆動する駆動アーム４０（接続部材４０ａ）に連結されている。したがって、本実施形態の回動軸４１の構造によって、ハウジング内から大気圧下である外部へ排気が漏出することを抑制することができるようになる。

（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる可変ノズル機構を可変容量型ターボチャージャに適用した第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

第１の実施形態にかかる可変ノズル機構と第２の実施形態にかかる可変ノズル機構とでは、次の点において異なる。すなわち、第１の実施形態では、センタハウジング２０を貫通する回動軸４１において、ブッシュ５０の外周面の環状溝５１にシールリング５３が配置されるのに対し、第２の実施形態ではセンタハウジング７０の環状溝にメカニカルシールが配置される。

図５は、センタハウジング７０を貫通する回動軸４１周辺の部分拡大図である。なお、前述のとおり、回動軸４１の図示しない一端に連結されている駆動アーム４０（接続部材４０ａ）がアクチュエータにより回動軸４１を中心として回動する。この回動より回動軸４１は軸線Ｌ４を中心として回動し、同回動に伴って駆動レバー４２が回動する。

センタハウジング７０には、回動軸４１を回動可能に支持するブッシュ８０が設けられている。このブッシュ８０には、センタハウジング７０の表面よりも軸線Ｌ４方向に突出した突出部８０ａが設けられている。

回動軸４１は、大径部４１ａと小径部４１ｂとを備えている。小径部４１ｂは、回動軸４１の軸線Ｌ４方向の端部において、ブッシュ８０の突出部８０ａよりも延長された延長部である。小径部４１ｂには駆動レバー４２が連結されている。そして、小径部４１ｂにおいて、駆動レバー４２と大径部４１ａ端面との間には、回動軸４１（小径部４１ｂ）の全周を囲むようにカラー８２の基端が当接されている。カラー８２は、回動軸４１とブッシュ８０との間の隙間を塞ぐように回動軸４１の径方向に延び、ブッシュ８０の突出部８０ａ外周に沿うように屈曲している。

また、センタハウジング７０の表面には、メカニカルシール８４を配置する環状溝７７が形成されている。環状溝７７は、ブッシュ８０の外周に沿う形状でブッシュ８０の挿入孔の入口部分に形成されている。メカニカルシール８４は、断面が略Ｕ字型（詳細は図示せず）の金属製の環状ガスケットによって形成される。このガスケットは、カラー８２の先端面８２ａとセンタハウジング７０の環状溝７７の底面との間に配置されその両面を押圧するよう作用する。なお、使用するガスケットは、前記両面を押圧するよう作用するものであれば、その断面形状は適宜変更することができる。また、ここでは排気熱による変形防止効果の高い金属性を使用したが、排気熱の影響が低い場合には金属製でなくてもよく、ゴム等からなる弾性部材を用いてもよい。さらに、シール機能を保持できる形状であれば、必ずしも円環状に形成する必要はない。

以上説明した第２の実施形態によれば、上記（４）〜（６）に準ずる作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
（７）ブッシュ８０において突出部８０ａと、回動軸４１において延長部である小径部４１ｂと、カラー８２とを備えるとともに、カラー８２の先端面８２ａとセンタハウジング７０の表面（環状溝７７の底面）との間、すなわち同ハウジング７０の環状溝７７にメカニカルシール８４が配置され、同シール８４によって両面が押圧されているため、同シール８４の作用によりカラー８２とセンタハウジング７０との間がシールできるようになる。

（８）カラー８２の基端は回動軸４１の小径部４１ｂの全周を囲むように当接されるとともに、同カラー８２は、回動軸４１とブッシュ８０との間の隙間を塞ぐように回動軸４１の径方向に延びているため、回動軸４１とカラー８２とセンタハウジング７０との構造により、回動軸４１周りの隙間から排気の漏出を抑制することができるようになる。

（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる可変ノズル機構は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施の形態では、ノズルベーン１２に連結している回動軸３１と駆動アーム４０に連結している回動軸４１とで異なる構成を採用する例を示した。しかし、用いる構成は適宜変更して採用することもできる。例えば、ノズルベーン１２に連結している回動軸３１において、ブッシュ６０の外周面に環状溝を形成して同環状溝にシールリングを配置する態様、ノズルバックプレート２１に環状溝を形成して同環状溝の底面とカラー６２の先端面６２ａとの間にメカニカルシールを設置する態様等を採用したり、駆動アーム４０に連結している回動軸４１において、シールリング５３やメカニカルシール８４を設置せずラビリンス構造のみを設ける態様等を採用したりすることができる。なお、排気の熱および圧力等による影響を考慮して各態様を選択することが望ましい。

・上記実施の形態では、ハウジングのノズルベーン側の表面から突出したブッシュの突出部に沿うようにカラーを配置する例を示した。しかし、ハウジングのノズルベーン側の表面と反対側の表面から突出したブッシュの突出部にカラーを配置する態様を採用することもできる。例えば、図６に示すように、駆動アーム４０（接続部材４０ａ）と連結している回動軸４１において、駆動アーム４０側の表面から突出したブッシュ５０の突出部５０ｂに沿うようにカラー９２を配置することができる。

・上記第１の実施の形態では、ハウジング（センタハウジング２０およびノズルバックプレート２１）に対向部２０ａ，２０ｂ、及び２１ａ，２１ｂを形成することによりラビリンス構造を形成している例を示した。しかし、図６に示すように、センタハウジング２０にラビリンス構造を形成しない態様を採用することもできる。

・上記実施の形態では、ブッシュ５０にシールリング５３を配置するための環状溝５１（図３）、センタハウジング７０にメカニカルシール８４を配置するための環状溝７７（図５）が設けられている例を示した。しかし、前記環状溝を設けずに、ブッシュ外周面にシールリングを、センタハウジング表面にメカニカルシールを、配置する態様を採用することもできる。

・上記第２の実施の形態では、センタハウジング７０においてメカニカルシール８４を配置する環状溝７７は、軸線Ｌ４方向における深さが軸線Ｌ４方向におけるメカニカルシール８４の長さと同程度である例を示した。しかし、環状溝７７の深さはこれに限られず、メカニカルシール８４を配置できる態様であれば、適宜変更してもよい。この場合、軸線Ｌ４方向に環状溝７７の深さを拡大することにより、上記（２）に準ずる効果を奏することができるようになる。

・上記実施の形態では、シールリングまたはメカニカルシールのいずれか一方を配置する例を示した。しかし、その両方を配置する態様を採用してもよい。この場合、排気の漏洩を抑制する効果を一層向上させることができる。

・上記実施の形態では、ノズルベーン１２に連結している回動軸３１はノズルバックプレート２１を貫通している例を示した。しかし、ノズルバックプレート２１の形状はこの態様に限らず、例えばセンタハウジング２０と一体に形成することもできる。

第１の実施形態の可変ノズル機構を備えた可変容量型ターボチャージャの全体構成を示す断面図。 第１の実施形態の可変ノズル機構についてその正面構造を示す正面図。 第１の実施形態の可変ノズル機構についてその部分断面構造を示す部分断面図。 第１の実施形態の可変ノズル機構についてその部分断面構造を示す部分断面図。 第２の実施形態の可変ノズル機構についてその部分断面構造を示す部分断面図。 本発明にかかる可変ノズル機構の変形例についてその部分断面構造を示す部分断面図。

符号の説明

１…ターボチャージャ、２…ロータシャフト、３…タービンホイール、４…コンプレッサホイール、１０…排気排出口、１１…スクロール通路、１２…ノズルベーン、１３…吸気取入口、１４…コンプレッサ通路、２０，７０…センタハウジング、２１…ノズルバックプレート、２２…タービンハウジング、２３…コンプレッサハウジング、２４…リングプレート、２５…支持プレート、２６…ローラー、３０…可変ノズル機構、３１，４１…回動軸、３２…開閉レバー、４０…駆動アーム、４２…駆動レバー、５０，６０，８０…ブッシュ、５１，７７…環状溝、５２，６２，８２，９２…カラー、５３…シールリング、８４…メカニカルシール。

Claims (6)

1. ハウジングを貫通するように設けられている回動軸と、前記ハウジングに設けられて前記回動軸を回動可能に支持するブッシュと、前記回動軸の回動に基づいて通路の開口面積を調整する可変ノズルベーンとを備えている可変ノズル機構において、
   前記ブッシュの軸方向の端部において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記カラーの内周面と前記ブッシュの外周面との間に配置されたシールリングとを備えている
   ことを特徴とする可変ノズル機構。
2. ハウジングを貫通するように設けられている回動軸と、前記ハウジングに設けられて前記回動軸を回動可能に支持するブッシュと、前記回動軸の回動に基づいて通路の開口面積を調整する可変ノズルベーンとを備えている可変ノズル機構において、
   前記ブッシュの軸方向の端部において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記屈曲したカラーの先端面と前記ハウジング表面との間に配置されてそれら両面を押圧するメカニカルシールとを備えている
   ことを特徴とする可変ノズル機構。
3. ハウジングを貫通するように設けられている回動軸と、前記ハウジングに設けられて前記回動軸を回動可能に支持するブッシュと、前記回動軸の回動に基づいて通路の開口面積を調整する可変ノズルベーンとを備えている可変ノズル機構において、
   前記ブッシュの軸方向の端部において前記ハウジング表面よりも突出した突出部と、前記回動軸の軸方向の端部において前記ブッシュの突出部よりも延長された延長部と、前記回動軸の延長部の全周を囲むように当接された基端から同回動軸の径方向に延びて前記ブッシュの外周に沿うように屈曲したカラーと、前記ハウジングにおいて前記屈曲したカラーの先端面と同カラーの外周面とに所定のクリアランスを設けて対向する対向部とを備えている
   ことを特徴とする可変ノズル機構。
4. 請求項１に記載の可変ノズル機構において、
   前記ハウジングは、前記屈曲したカラーの先端面と同カラーの外周面とに所定のクリアランスを設けて対向する対向部を有する
   ことを特徴とする可変ノズル機構。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変ノズル機構において、
   前記カラーは、前記ハウジングの前記可変ノズルベーン側の表面から突出した前記ブッシュの突出部に沿うように設けられている
   ことを特徴とする可変ノズル機構。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の可変ノズル機構において、
   前記回動軸の一端は、前記ハウジングの外部から前記回動軸を駆動する駆動アームに連結されている
   ことを特徴とする可変ノズル機構。

Images